动物进化基本原理
动物的进化过程

动物的进化过程生命在地球上已经存在了将近40亿年的时间,并且不断地发生着不同的变化和演化。
而动物则是其中最鲜明的代表,其进化过程是一个严谨而有序的科学探索。
本文将从四个方面,探讨动物进化的过程、特点及其相关问题。
一、动物起源与演化现代科学认为,最早的单细胞生物出现于地球上的约37亿年前。
核心组成部分为DNA或RNA,它们长时间地单独存在着,随着时间的推移,这些细胞逐渐演化,并以不同的形式和方式出现在地球上。
动物则是生物进化过程中的极端进化形式之一。
最早的多细胞生物约在8亿年前出现,其特征为多个单细胞生物融合并协调工作,从而形成了具有细胞分化和功能分工的多细胞体系。
这种细胞体系发展出了外皮并逐渐形成了各种器官和组织结构,如消化道、呼吸系统、循环系统、生殖系统等,从而使动物的复杂程度逐渐提高。
二、动物进化的根本原因所有生物的进化都是为了适应环境变化而产生的,而动物进化也不例外。
从最早的多细胞生物到如今极其丰富复杂的动物群落和物种,每一步都是为了适应当时环境的需要而发生的。
例如,地球气候变化和地理格局的改变是导致许多形态差异的动物分化和演化的原因。
恐龙的灭绝是由于环境快速变化而适应不过来,后来哺乳动物则因为具有更高的适应性成为了地球生命进化的主导群体。
三、动物进化的演变方式动物进化的演变方式主要有两种:生物有性繁殖和生物无性繁殖。
有性繁殖是指在一定程度上随机的基因组合,使新生物产生出了原来不存在的基因组合和遗传特性。
这样就能够保证生物在进化中的多样性。
无性繁殖则是指生物之间通过无性繁殖生出新的后代,而这些新的后代则与父母基本相同,遗传特性也与前一代高度相似,世代如此螺旋下去。
四、生物进化对科学以及社会的影响科学的发展往往与生命的进化密切相关,因此动物的进化过程与科学发展也息息相关。
在医学方面,生物进化过程研究为科学家们提供了开发药物、治疗疾病的有益信息。
在化学和物理方面,通过对动物进化的深入研究,科学家们已经深刻地认识到地球上的生物之间存在着古老而天然的关联,从而开发出了大量的新技术、新产品和新应用。
动植物的进化与演化

动植物的进化与演化动物的进化与演化进化是自然界中一切生命的基本规律之一,动物王国也不例外。
动物进化的过程中,往往伴随着种类的变异和进步,而这种种类的变异和进步则被称为动物的演化。
本文将探讨动物的进化与演化的过程和原因。
一、动物的进化进化是指物种在一代代繁衍中产生适应环境的变异,从而形成新的物种或亚种。
动物的进化可以从遗传学、解剖生理学、生态学和地理学等多个角度来阐述。
以下是一种常见的动物进化路径。
1. 遗传学进化:动物的遗传物质是进化的基础。
通过基因的突变、基因的重组和基因的分离等作用,动物的基因组逐步发生变异,从而推动着动物的进化进程。
2. 解剖生理学进化:动物的进化还伴随着体形、器官结构和生理功能等方面的进化。
以鸟类为例,它们的前肢逐渐演化成翼,便于捕食和逃避天敌。
3. 生态学进化:动物与外界环境的相互作用也对动物的进化产生了重要影响。
例如,为了适应生活环境,有些动物发展出了出色的隐藏能力或者迁徙能力,从而能够更好地生存下来。
4. 地理学进化:随着地理环境的不断变迁,动物的分布范围和适应能力也在改变。
这种地理学的演化推动了动物进化的方向和速度。
二、动植物的共同进化动植物在进化过程中,有着许多共同的特点和规律。
它们在进化中相互影响,共同发展。
1. 共同起源:动物和植物起源于相同的生命起源,都源自自然界最初的简单生命形式。
在物种演化的长期过程中,动植物逐渐分化为各自的特有形态。
2. 共同进化因素:动物和植物的进化过程中,受到了相似的进化因素的影响。
例如,环境压力、竞争关系和自然选择等因素都会推动动植物进化的方向和速度。
3. 共同的进化路径:在解剖结构上,动物和植物也存在着某种程度的相似性。
对比动植物的器官结构,可以发现它们之间存在着一定的进化联系。
三、动物演化的原因动物的演化有着多种原因,下面主要介绍几个重要的演化原因。
1. 自然选择:自然选择是驱动动物演化的重要原因之一。
通过环境选择和物种间的竞争,有利于适应环境的个体将更有机会繁衍后代,从而将其更有利的基因遗传给下一代。
动物进化的物种形成分化与分支的过程

动物进化的物种形成分化与分支的过程动物进化的物种形成分化与分支是一个复杂而精彩的过程。
在自然选择的作用下,动物种群会逐渐分化并形成不同的物种,从而适应不同的环境和生活方式。
本文将介绍动物进化的过程、物种分化和分支的原因,以及这一进程对生物多样性的贡献。
一、进化的基本原理进化是生物种群遗传性状和基因频率随时间的变化。
进化是通过两个主要机制实现的,即自然选择和遗传漂变。
自然选择指的是环境对个体适应度的选择,有利于个体的特征将更有可能遗传给下一代。
遗传漂变是指随机事件引起的基因频率的变化,如突变和遗传漂变。
二、物种分化的原因物种分化发生在不同的地域和环境条件下,导致种群之间的遗传隔离。
主要原因包括地理隔离、生态隔离和行为隔离。
1. 地理隔离:由于地壳运动、海洋扩张以及其他地理因素的影响,物种的栖息地发生改变,导致物种之间的地理隔离,限制了基因的交流。
2. 生态隔离:不同物种适应了不同的生态环境,它们的生活习性和资源利用方式差异明显。
这种差异导致了生态隔离,阻碍了物种间的基因交流。
3. 行为隔离:某些物种的行为特征和繁殖行为使得它们无法交配并繁殖后代。
这种行为隔离是由于个体间的特定行为差异所导致的。
三、物种分支的过程物种分支是指一个物种分化成两个或多个新物种的过程。
在物种分化的过程中,基因池分成两个或多个独立的池,进化趋势不再相同。
物种分支可以通过较大程度的突变、地理隔离和适应不同生态环境等因素来实现。
四、动物进化对生物多样性的贡献动物进化的物种形成分化与分支过程为地球上的生物多样性做出了巨大的贡献。
不同物种的形成增加了生物的多样性,使得生物能够适应各种环境和资源利用方式。
这种多样性提供了更多的生态位,维持着生态系统的平衡。
此外,物种的分化和分支还促进了遗传变异的积累,为进化提供了更多的可能性。
综上所述,动物进化的物种形成分化与分支是一个复杂的过程,受到自然选择、遗传漂变以及地理、生态和行为等因素的影响。
动物进化的原理

动物进化的原理动物进化是指物种的逐渐变化和适应环境的过程。
进化是由一系列原理和机制驱动的,这些原理和机制共同作用于基因、变异、自然选择和遗传等方面。
本文将从以下几个方面来探讨动物进化的原理。
一、自然选择自然选择是指适者生存,不适者淘汰的选择过程。
在自然界中,存在着各种各样的环境压力和资源竞争。
动物个体之间的差异和变异决定了它们在适应环境和生存竞争中的优劣。
如果某个特定的变异能够使个体更好地适应环境并提高生存机会,那么该个体就有更大的机会繁殖后代,将这种有利变异的基因传递给下一代。
随着时间的推移,这种有利基因逐渐在物种中扩散,从而推动了物种的进化。
二、遗传漂变遗传漂变是指由于随机突变引起的基因频率的随机变化。
突变是指基因或染色体中的DNA序列发生突发性改变。
这种突变可以是单个碱基的改变,也可以是染色体结构的改变。
突变的发生是完全随机的,并不受环境的影响。
当突变发生后,如果这种变异对个体的生存和繁殖没有负面影响,并且能够提供优势,那么这种突变就可能在物种中扩散。
遗传漂变在动物进化中起到了推动和引导物种变化的重要作用。
三、基因流动基因流动是指不同个体和群体之间基因的交换和流动。
它可以通过种群之间的迁徙、繁殖等方式发生。
当不同种群之间的基因流动较为频繁时,不同种群的基因池就会发生混合。
这种基因流动能够增加物种的遗传多样性,并且有助于物种适应环境的变化。
然而,过度的基因流动也可能扰乱种群的遗传结构,并对进化过程产生影响。
四、性选择性选择是指动物为了获得繁殖权而展示的竞争行为。
这种选择方式与适应环境和提高生存机会有关,但更注重于争夺配偶和繁殖的成功。
性选择引起了动物在外貌、声音等特征上的差异,这些差异有助于增加交配成功的机会。
这种差异在进化过程中逐渐积累,促使物种的适应性进化。
五、共生与竞争共生与竞争是动物进化中的两个重要因素。
共生是指不同种类的动物之间建立和维持互利关系,实现资源共享和生存的方式,如共生菌和宿主的关系。
动物进化基本原理

第一章:动物进化基本原理第一节:关于生命起源的问题第二节:动物进化的例证、比较解剖学的例证:动物的演化反映在形态结构上,比较各类动物的体制结构不难找 到它们之间的进化线索与亲缘关系。
1、同源器官(homologous organ : 不同类动物的某些器官有时在外形上不 同,功用也不同,但其基本结构和胚胎 发育的来源上却相同。
如脊椎动物的前 肢一一鸟翅、蝙蝠的翼、鲸的鳍状肢、 狗的前肢以及人的手臂等,它们在外形 和功能上不相同,但内部结构却相似, 在胚胎发育中由共同的原基构成。
这种 一致性证明了这些动物有共同的祖先,其外形的差异则是由于适应不同的生活环境,执行不同的功能造成的。
哺乳类 中的3块听小骨(镫骨、砧骨、和锤骨)和其祖先的一部分咽弓(舌 颌骨、方骨和关节骨)也是同源器官。
又如陆生脊椎动物的肺与鱼类 的膘,从胚胎发生上看,均由原肠突出形成。
2、同工器官(analogous organ :指在功能上相同,有时形状也相 似,但来源和基本结构均不同。
例如蝶翼与鸟翼均为飞翔器官,但蝶 翼是膜状结构,由皮肤扩展形成,而鸟翼是脊椎动物前肢形成,内有 骨骼外有羽毛。
又如鱼鳃与陆栖脊椎动物的肺,均为呼吸器官,但鱼 鳃鳃丝来自外胚层,而肺来自内胚层。
同源器官(骨椎动物的舸肢) 扎新挥SHEwzg 冲M H 古也类h B ■引 (古两牺类);亡吗类;D.人】巳堀堀:F一瓠*3、痕迹器官(vesrigial organ):指动物或人体中一些残存的器官, 它们的功用已经丧失或极小。
如鲸残存的腰带证明其为次生性水栖哺 乳类,其祖先应是陆生哺乳类。
同样,从蟒蛇泄殖腔孔两侧是一对角 质爪和退化的腰带的存在证明其祖先应为四足类型爬行动物。
人体也有许多痕迹器官的存在,如退化的盲肠与蚓突,已失去消化 功能;分节的腹直肌为原始肌肉分节现象的残遗;眼角的瞬膜、动耳 肌、尖形的犬牙、体毛、男性的乳头和小的尾椎骨等。
痕迹器官的存 在只有用进化观点才能合理的解释,即人类是由具有这些器官的动物 进化而来。
动物进化规律

动物进化规律引言:进化是生命的基本特征之一,也是地球上生物多样性的产生和演化的基础。
动物作为生物界的一大类群体,其进化也遵循一定的规律。
本文将从适应环境、遗传变异和自然选择三个方面探讨动物进化规律。
一、适应环境的进化规律动物的进化首先是为了适应环境的需求,这体现了进化的目的性和方向性。
环境的变化会促使动物根据自身的需要进行适应性进化。
例如,在不同的气候条件下,动物的体毛、皮肤颜色等特征会发生变化,以适应不同的温度和光照条件。
适应环境的进化规律体现了动物进化的主动性和可塑性。
二、遗传变异的进化规律遗传变异是动物进化的基础,也是进化的推动力。
在遗传物质的基础上,动物会产生各种各样的变异。
这些变异可以是突变、基因重组、基因流动等形式。
遗传变异使得个体之间存在差异,为进化提供了物质基础。
通过遗传变异,动物可以形成新的适应性特征,进而增加生存的机会。
三、自然选择的进化规律自然选择是动物进化的重要机制,它通过筛选适应性强的个体,推动了物种的进化。
自然选择基于个体之间的差异,将适应环境的个体留下来,淘汰不适应环境的个体。
这样,适应环境的个体将会传递下去,逐渐形成新的物种。
自然选择是动物进化的驱动力,它使得物种在适应环境的过程中越来越优化。
四、进化的速度和方式动物进化的速度和方式是多样的。
一些物种会经历缓慢而稳定的进化,而另一些物种可能会经历快速的进化。
进化的速度受到环境变化、遗传变异和自然选择等多种因素的影响。
此外,进化的方式也多种多样,可以是逐渐积累变异,也可以是突然发生的突变。
不同的进化速度和方式使得动物界的多样性得以保持和延续。
结论:动物进化遵循适应环境、遗传变异和自然选择的规律。
适应环境使得动物能够生存下去,遗传变异提供了进化的物质基础,而自然选择则推动了物种的进化。
动物进化的速度和方式多样,它们共同塑造了地球上丰富多样的生物形态和功能。
进化规律的研究有助于我们更好地理解生命的起源和演化,也为保护和利用生物资源提供了科学依据。
动物进化的器官演化与功能转化

动物进化的器官演化与功能转化进化是自然界中一种重要的现象,也是生物多样性的基础。
在进化过程中,动物的器官也会发生演化和功能转化,以适应环境的变化和生存的需求。
本文将探讨动物进化中器官的演化和功能转化的原理和示例。
一、生物进化的基本原理生物进化是遗传和环境共同作用的结果。
遗传是生物进化的基础,通过基因的突变和基因的传递,生物的性状会发生变化。
环境是生物进化的推动力,环境中的选择压力会促使个体具备更好的适应性。
进化是一个渐进的过程,通过长时间的积累和适应,生物能够适应不同环境条件。
二、器官演化的原理在进化过程中,动物的器官可能会发生结构和功能上的变化,以适应生存环境的需求。
器官演化的原理主要包括:遗传突变、自然选择和功能转化。
1. 遗传突变:遗传突变是进化的基础,通过基因的突变和变异,动物的器官结构和功能可能发生变化。
如果某个突变导致了器官的改变,如果这种改变在相应的环境中更具有生存优势,那么会得到保留和传递。
2. 自然选择:自然选择是进化过程中最重要的机制之一。
在自然界中,有限的资源和生存竞争导致每一代个体之间的差异。
如果某个个体具备了更好的适应性和生存能力,那么它就会拥有更高的繁殖成功率,其遗传特征也会传递给下一代。
3. 功能转化:随着进化的推进,动物的器官可能会发生功能的转化。
某个器官最初可能有特定的功能,但由于环境的变化和需求的改变,该器官的功能也会相应调整,以适应新的生存要求。
这种功能转化也是进化过程中的一种演化形式。
三、器官演化与功能转化的示例在动物进化的过程中,器官演化和功能转化的例子非常丰富多样。
以下是一些典型的示例:1. 鱼类的肺:鱼类起源于水中生活的生物,它们的呼吸器官是鳃。
然而,在古代地球上出现了某些环境变化,水中的氧气供应不足,这就促使了一些鱼类的辅助呼吸器官——肺的出现。
这些肺最初是用来呼吸空气,以满足氧气的需求。
而在后来的进化过程中,某些鱼类将肺发展成为主要的呼吸器官,进化为了肺鱼,实现了从水域到陆地的过渡。
动物进化基本原理

渐变模式:在整个物种生存时期中,物种的形态改变的速度 是恒定的,匀速的和渐进的,在物种形成时并不改变,线系分 支只是增加了进化的方向。
断续模式:物种的形态进化速度不匀速、不恒定、是快速和 跳跃的,与长时期的相对稳定交替进行,即在物种形成时进化 的速度加快,而随后是长期的保持相对稳定。
第二节 动物进化的例证
比较解剖学的例证
1. 同源器官(homologous organ):不同类群动物的器官, 功用和外形不同,但胚胎发育的 来源和基本结构却相同。如脊椎 动物的前肢:牛的前脚,人的手 臂,蝙蝠的翼,鸟翅、鲸的鳍状 肢,它们在外形上差别很大,但 内部结构则很相似。
2. 同功器官(analogous organ):是指功能相同,形状相 似,但来源和基本结构完全不同 的器官。例如:蝶翅和鸟翼,
2.进化型式:线系进化、趋同进化、平行进化、停滞进化、 趋异进化、适应辐射。
1)趋同进化:不同类群或物种的动物,由于生活在极 为相似的环境条件下,经过选择作用而出现相似的性状。 如蝶翅和鸟翼由不同器官演化为同工器官,鱼和鲸,都有 相似的游泳器官、流线型的身体和鳍形的附肢。
2)适应辐射:原始物种在扩大生存范围和占领分布区域的过 程中,因遭遇到不同的环境条件,会逐渐形成不同的适应器官, 这个现象,称为适应辐射。如:原始哺乳类是以食虫类为代表 的小动物,其后裔分布各处,发展成为不同类型的哺乳类动物: 有善于在沙漠中行走的骆驼,善于掘土的鼹鼠,善于游泳的鲸, 适于飞翔的蝙蝠,适于树栖的长臂猿等等。
3. 痕迹器官 (vestigial organ): 动物体或人体中一些 残存的器官,其功用 已经丧失或极小。如 人的盲肠,阑尾,耳 肌,瞬膜,尾椎骨等, 证明人类正是从具有 这些器官的动物进化 生物发生律的形 态证据
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第一章:动物进化基本原理第一节:关于生命起源的问题第二节:动物进化的例证一、比较解剖学的例证:动物的演化反映在形态结构上,比较各类动物的体制结构不难找到它们之间的进化线索与亲缘关系。
1、同源器官(homologous organ):不同类动物的某些器官有时在外形上不同,功用也不同,但其基本结构和胚胎发育的来源上却相同。
如脊椎动物的前肢——鸟翅、蝙蝠的翼、鲸的鳍状肢、狗的前肢以及人的手臂等,它们在外形和功能上不相同,但内部结构却相似,在胚胎发育中由共同的原基构成。
这种一致性证明了这些动物有共同的祖先,其外形的差异则是由于适应不同的生活环境,执行不同的功能造成的。
哺乳类中的3块听小骨(镫骨、砧骨、和锤骨)和其祖先的一部分咽弓(舌颌骨、方骨和关节骨)也是同源器官。
又如陆生脊椎动物的肺与鱼类的膘,从胚胎发生上看,均由原肠突出形成。
2、同工器官(analogous organ):指在功能上相同,有时形状也相似,但来源和基本结构均不同。
例如蝶翼与鸟翼均为飞翔器官,但蝶翼是膜状结构,由皮肤扩展形成,而鸟翼是脊椎动物前肢形成,内有骨骼外有羽毛。
又如鱼鳃与陆栖脊椎动物的肺,均为呼吸器官,但鱼鳃鳃丝来自外胚层,而肺来自内胚层。
3、痕迹器官(vesrigial organ):指动物或人体中一些残存的器官,它们的功用已经丧失或极小。
如鲸残存的腰带证明其为次生性水栖哺乳类,其祖先应是陆生哺乳类。
同样,从蟒蛇泄殖腔孔两侧是一对角质爪和退化的腰带的存在证明其祖先应为四足类型爬行动物。
人体也有许多痕迹器官的存在,如退化的盲肠与蚓突,已失去消化功能;分节的腹直肌为原始肌肉分节现象的残遗;眼角的瞬膜、动耳肌、尖形的犬牙、体毛、男性的乳头和小的尾椎骨等。
痕迹器官的存在只有用进化观点才能合理的解释,即人类是由具有这些器官的动物进化而来。
二、胚胎学的例证:不同的脊椎动物的早期胚胎发育彼此很相似,都具有鳃裂和尾,头部较大,身体弯曲。
胚期越早,体形也越相似,以后才逐渐分化显出差别。
在分类地位上越相近的动物,其相似的程度也越大。
动物胚胎发育的过程一般能重现其在种系进化历程中的重要阶段。
如:哺乳动物从一个受精卵发育开始,历经囊胚、原肠胚至三胚层等是相当于无脊椎动物阶段,待出现鳃裂(或鳃囊),相当于鱼类阶段,再出现心脏的分隔变化,相当于由鱼类→两栖类→爬行类→哺乳类各阶段。
这就是德国生物学家赫克尔(Haeckel)提出来的“生物发生律”或“重演论”(biogenetic law或recapitulation theory),即“个体发育的历史是系统发育历史的简单而迅速的重演”。
蛙的个体发育中由蝌蚪到成蛙的变态的一系列体制结构的变化,清晰地反映出脊椎动物的由水生到陆生的演变。
“重演”也见于生理生化方面。
动物在体内分解蛋白质后,产生代谢废物氨,氨具毒性,易溶于水。
鱼类可通过鳃呼吸使其迅速地扩散到周围,而陆栖脊椎动物必须将氨转变为相对无毒的尿素和尿酸。
两栖类与哺乳类排出尿素,鸟类和大多数爬行类排泄尿酸。
但在胚胎时期情况却与此不同,蛙的幼体蝌蚪与鱼相似排泄氨,鸡胚早期排泄氨,稍后排泄尿素。
这是在生物发生律方面很好的生化证据之一。
生物发生律有时也表现在动物行为或生活习性方面,例如大麻哈鱼和鳗鲡的生殖洄游的形成可以追溯到他们的祖先。
大麻哈鱼化石发现于中新世欧洲的淡水沉积物中,因此其祖先生活于淡水,而现在的大麻哈鱼是生长于海洋,但到生殖时尽管路途极为艰辛,仍竭尽全力从海洋溯河到淡水上游产卵,产卵后绝大多数亲鱼衰竭而死。
鳗鲡祖先的化石发现于黎巴嫩的白垩纪海洋沉积物中,证明其祖先生活在海洋,而今的鳗鲡生活在河流湖泊,是淡水生长,但至繁殖时,鳗鲡亲鱼还须集群降河入海,在海中产卵。
三、古生物学的例证:比较解剖学和胚胎学所提供的生物进化证据尽管都有说服力,但较为间接,直接论证的资料则来自古生物学。
人们可根据从地层发掘出来的化石遗骸(骨骼、牙齿、甚至整体)、遗迹(足迹和生物体的印痕)和遗物(粪、卵等),将地球上出现以来生物发展演化的基本历程有个较正确的了解,当然,限于化石材料的发现不可能非常整齐完善,故而自古生物学材料提供的进化证据也有一定欠缺,但此欠缺将随化石材料的不断累积而逐渐得到补充。
按地层形成的先后顺序与生物出现的早晚,将地质年代分为5个代:太古代、元古代、古生代、中生代、和新生代。
每代可分为若干个纪,纪下又可分为世。
最初出现的是无脊椎动物,生活在水中,以后依次出现水生的无颌类至有颌鱼类,然后是开始登陆的两栖类,登陆成功的爬行类,又爬行类演化出鸟类与哺乳类,最后才出现人类。
不同生物类群在演化过程中的相互交替的原因,是由于自然条件的改变而引起某些类群的灭绝和另一类群的出现、发展和繁盛。
四、动物地理学的例证:达尔文在对加拉巴哥群岛(Galapagos islands)的动植物考察后发现:该岛绝大多数动、植物都是土生土长的,是其他地方没有的,甚至栖居于不同岛上的动物也有所不同,但所有动物和南美洲有显著的关系,虽然这里和美洲远隔500—600海里宽的海洋。
由此他认为,该群岛曾与南美大陆相连接,岛上的生物起源于南美洲,后来与南美大陆脱离成为群岛,在隔离的地理环境中产生变异而演化成现在各岛的动物地理群。
达尔文观察该岛的鸟类,发现26种地栖鸟全属南美类型,但其中有23种为该群岛的特有种。
在该群岛他观察到14种雀科鸟是源于同一种,是由这个种的一个建群种(founder population)经适应辐射形成的,他们喙的大小、形状与生活习性都不同。
因岛屿隔离形成特有动物的例子很多。
如澳洲的有袋类。
有袋类化石在欧洲,亚洲和北美的白垩纪和第三纪早期地层中均有发现,但现在在这些洲却没有有袋类,其原因就是澳洲在中生代末期即与大陆脱离,当时正值有袋类动物广泛辐射发展时期,有胎盘真兽亚纲动物尚未出现,造成有袋类动物得以在此辐射发展达150余种。
五、生理、生化的例证:一切生物都具有新陈代谢、应激性、生长、发育、遗传、变异等基本特征,构成他们身体的基本化学成分如核酸、蛋白质、糖类及脂肪在各种生物体内也基本是一致的。
如动植物体都含葡萄糖,蛋白质均由20种氨基酸组成的,核酸结构也很相似。
无论动植物形态及生理功能有多么不同,他们都在完成某些相同的新陈代谢作用。
另一方面植物几乎都含有纤维素,而绝大多数动物都没有;植物几乎都含有淀粉,而动物则常含有糖原;脊椎动物的血液了有含铁的血红蛋白,而在一些无脊椎动物中则是含铜的血蓝蛋白。
所有这些相同与相异足可说明生物具有共同的祖先,但有不同的亲缘关系和进化历程。
在说明不同动物具有共同的祖先和他们的亲缘关系方面,近代免疫学、生物化学和分子生物学的研究提供了许多令人信服的例证。
1、免疫学的例证:证明动物有亲缘关系的一个经典实验是血清免疫实验,即用某种动物的血清作为抗原给另一种动物做免疫注射,经多次注射后,在接受血清的动物体内就会产生抗体,从这种产生抗体的动物血液中制备的血清称抗血清。
将此种抗血清与作为抗原的血清相混合则会发生沉淀现象,亲缘关系愈近产生的沉淀愈多,由此可判断动物之间的亲缘关系的远近。
实验证明黑猩猩与大猩猩与人的关系最为密切,其次为长臂猿与狒狒,狐猴与人的亲缘关系在灵长类中最远,但比食虫类近,而食虫类刺猬比偶蹄类的猪近。
以人、黑猩猩和长臂猿的抗血清对一些灵长类的白蛋白之间的免疫学测试,所获结果与上述试验相吻合。
2、蛋白质分子进化例证:所有生物的基因都一直以稳定的速率积累着突变,在漫长的生物进化史中,有的物种进化了,有的灭绝了,但他们的遗传物质,即基因却大量保留至今。
尽管基本的遗传变异发生在DNA上,但由于蛋白质是构成生物形态和发挥生物功能的基础,因此比较同源基因产物的差异,即比较同源蛋白质(在不同的生物体中实现同一功能的蛋白质)中氨基酸顺序的差异,从中可获取分子进化的信息。
人们已在细胞色素c(cytochromec)、血红蛋白(haemoglobins)、肌红蛋白(myoglobins)、血纤肽(fibrinopeptides)、组蛋白(histones)等几十种大分子中进行了同源蛋白的氨基酸顺序分析比较。
结果表明,在进化过程中,蛋白质分子一级结构的改变是以大致恒定的速率进行的,按每变化1℅的氨基酸残基所需时间计:血纤肽约为110万年,血红蛋白约为580万年,细胞色素c约为2000万年,而组蛋白Ⅳ需6亿年。
所以在用此法讨论进化问题时,应根据研究对象亲缘关系的远近选择一种合适的同源蛋白质。
在细胞色素c的104个氨基酸中,黑猩猩与人的差异为0,猕猴与人的差异为1(第66位的氨基酸,人是异亮氨酸,而猕猴为苏氨酸),猕猴与马的差异为11。
这些数据反应了相应的系统发育距离,可用以核对各物种之间的分类学关系和绘制进化树(evolutionary tree),而且还可以粗略估计各类生物的进化分歧(divergence)时间。
3、核酸分子进化例证:在生物进化过程中,DNA突变和这些突变的积累导致氨基酸残基的突变,从而造成物种的改变。
DNA的含量随着生物的由简单(低等)到复杂(高等)而增加,愈是高等的生物其体制结构与机能愈复杂,这就需要有更多的基因才能维持其生命与机能并繁衍后代。
测定不同生物之间的核苷酸差异对了解生物间的亲缘关系很有帮助,通过DNA杂交技术的方法,可分析2个种之间亲缘关系的远近,核苷酸差别愈小,亲缘关系愈近;反之,则远。
六、遗传学的例证:不同生物有不同的染色体组型(karytype),生物种之间染色体组型的类似性程度可反映生物进化的亲缘关系。
染色体的变化往往反映其基因的变化(如基因的重排),从而造成遗传物质的增加和丢失。
染色体在结构与数量上的差异也会造成2个本来很相近的种群间的生殖隔离,而生殖隔离则是物种的分化与新种形成的前提。
一般情况下,一个种群所有个体的染色体核型保持着一致性与稳定性,但同时又是可变的。
一致性与稳定性反映了该物种在进化过程中的一定位置,可变性则造成了物种的变异,使进化成为可能。
可以说,生物进化是源于染色体进化,而染色体进化是经过一系列的染色体突变(如倒位、易位、断裂、融合、异染质增生等)进行的。
第三节:动物进化理论一、拉马克学说:拉马克(Lamarck,1744—1829),法国人,被认为是科学进化论的创始者,1809年发表了《动物哲学》一书系统地阐述了他的进化理论,既通常称的“拉马克学说”。
主张物种可变、生物进化,强调进化的缓慢性与渐进性,并认为动物进化的原因是环境的对生物的影响。
关于动物进化的机制,概括出了两个著名法则:1、用进废退——“拉马克第一定律”:在每一个尚未超过限度的动物中,任何一个器官使用的次数越多,持续时间越长,就会使那个器官逐渐加强,发展和扩充,而且还会按使用时间的长短成比例地增强其上述能力;这样的器官如果长期不用就会不知不觉地被削弱和被破坏,日益降低其能力,直至最后消失。